DE2930290C2

DE2930290C2 -

Info

Publication number: DE2930290C2
Application number: DE2930290A
Authority: DE
Inventors: William Reid Bethlehem Pa. Us Harshbarger; Hyman Joseph Berkeley Heights N.J. Us Levinstein; Cyril Joseph Murray Hill N.J. Us Mogab; Roy Arlie Whitehall Pa. Us Porter
Original assignee: AT&T Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1987-07-09
Also published as: JPS5922374B2; BE877892A; JPS5521198A; CA1121305A; NL189325C; FR2466857B1; ES482958A1; US4208241A; GB2026394B; IT1205225B; CH644405A5; KR830000595B1; IT7924773A0; GB2026394A; DE2930290A1; NL189325B; IE791450L; NL7905866A; SE7906297L; SE441878B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für ein Festkörperbauelement mit einer strukturierten Fläche der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.The invention relates to a manufacturing method for a solid-state component with a structured surface of the type specified in the preamble of claim 1.

Solche Herstellungsverfahren sind insbesondere bei integrierten Halbleiter- Schaltungen hoher Packungsdichte und Musterfeinheit, aber auch bei diskreten Schaltungselementen anwendbar, ebenso bei magnetischen Schaltungen (z. B. Blasenspeicher), integrierten optischen Schaltungen usw.Such manufacturing processes are particularly useful for integrated semiconductor Circuits with high packing density and pattern fineness, but also applicable to discrete circuit elements, also for magnetic circuits (e.g. bladder accumulators), integrated optical circuits etc.

Die integrierten Großschaltungen (LSIC′s) auf Siliciumbasis sind für auf lithographischem Wege erzeugte Schaltungen hoher Schaltungsdichte beispielhaft. Solche Schaltungen, ebenso diskrete Schaltungselemente, können auch auf der Basis anderer Halbleitermaterialien beruhen. Da die LSIC-Herstellung auf Siliciumbasis das Anwendungsgebiet schlechthin für das in Rede stehende Verfahren ist, erfolgt die Beschreibung anhand dieses Beispiels. The integrated large circuits (LSIC's) on Silicon based are for on lithographic Paths generated circuits of high circuit density, for example. Such circuits, as well as discrete circuit elements, can also be based on the basis of others Semiconductor materials are based. Because the silicon-based LSIC manufacture the area of application is absolutely for the method in question, the description is based on this example.

Derzeit erfolgt die Mustererzeugung auf diskreten Masken, wobei die Replizierung von Mustern in strahlungsempfindlichen Schichten (Resistschichten) als Masken auf der Anordnung während der Herstellung erfolgt. Der Trend zu erhöhter Miniaturisierung (vom derzeit üblichen Entwurfsregelabstand von etwa 4 µm auf schließlich Submikrometer) führt zu Änderungen der Herstellungsmethoden. Beispielsweise nimmt das Interesse - hauptsächlich wegen Ausrichtungsproblemen - an einem maskenlosen Herstellungsweg, der als Direktbearbeitung bekannt ist, zu. Bei der Direktbearbeitung sind Resistschichten auf den Plättchen selber entworfene Primärmuster und dienen danach als Einweg-Maskierschichten.Patterns are currently generated on discrete masks, replicating patterns in radiation sensitive Layers (resist layers) as masks on the Arrangement is made during manufacture. The trend towards increased miniaturization (from the current standard design spacing from about 4 µm to finally submicrons) changes in manufacturing methods. For example, takes interest - mainly due to alignment problems - on a maskless manufacturing process that works as direct machining is known to. When processing directly, there are resist layers primary patterns designed on the tiles themselves and serve then as one-way masking layers.

Maskierschichten, ob sie nun durch Primär- oder Sekundärmusterbildung erzeugt worden sind, dienen zur formgebenden Ätzung von darunter liegendem Material, z. B. von einkristallinem oder polykristallinem Silicium, von Siliciumoxid, Siliciumnitrid usw.. Masking layers, whether through primary or secondary pattern formation have been generated, are used for the form-etching from below lying material, e.g. B. from single crystal or polycrystalline silicon, from silicon oxide, silicon nitride etc..

Das Bedürfnis nach kleinerem Mustermerkmalsabstand führt zu dem begleitenden Bedürfnis nach streng kontrollierten Ätzprofilen, insbesondere nach glatt senkrechten Ätzwänden ohne nennenswerte Hinterschneidungen unter den Maskier- Resistkanten. Mit den bekanntlich isotrop ätzenden Naßätzverfahren kann dieses nicht erreicht werden.The need for a smaller pattern feature distance leads to the accompanying need for strictly controlled Etching profiles, especially after smooth vertical etching walls without significant undercuts under the masking Resist edges. With the known isotropically etching wet etching process this cannot be achieved.

Hochenergie- Trockenätzverfahren wie Ionenätzung, kathodisches Zerstäuben und dgl. ätzen zwar anisotrop, beeinträchtigen aber die Herstellung durch begleitende Strahlungsschäden und schnelle Resist-Erosion als Folge eines Bombardements mit energiereichen Partikeln. Plasmaätzverfahren bieten zwar die Vorteile einer Trockenbearbeitung (Gasätzung); eine gesteuert anisotrope Ätzung bleibt aber auch hier ein Problem, da vertikale Wände im allgemeinen nur unter Plasmabedingungen erreichbar sind, unter denen der Materialabtrag hauptsächlich die Folge eines Impulsaustausches mit den auftreffenden Partikeln, nicht aber die Folge einer chemischen Reaktion mit diesen ist, also wiederum begleitende Strahlungsschäden auftreten können.High energy Dry etching processes such as ion etching, cathodic sputtering and the like do admit anisotropic, but affect the production by accompanying radiation damage and rapid resist erosion as a result of bombardment with high-energy particles. Plasma etching process offer the advantages of dry machining (gas etching); controlled anisotropic etching remains a problem here, since vertical walls are generally only under plasma conditions under which the material removal is mainly the result of an exchange of impulses with the impinging particles, but not the result of one chemical reaction with them, which means that accompanying radiation damage can occur.

Es sind auch Plasmaätzverfahren bekannt, bei denen das Plasma erhalten wird aus einem Reaktionsgasmilieu mit einem wenigstens zweikomponentigen Reaktantengemisch. So beschreibt die DE-OS 27 30 156 zur Plasmaätzung von Aluminium, das bekanntlich stets von einer Oxidhaut bedeckt ist, den Einsatz von inertgasverdünntem BCl₃ mit einem Zusatz von Cl₂ zur Maximierung der Ätzgeschwindigkeit. Und die US-PS 40 69 096 beschreibt zur Plasmaätzung von Silicium den Einsatz von inertgasverdünntem CCl₄ ebenfalls mit einem Zusatz von Cl₂ und/oder HCl zur Maximierung der Ätzgeschwindigkeit (wobei ein Einsatz von CF₄ allein, weil isotrop ätzend, als nachteilig angesehen wird). Wenngleich dort auch ein gewisses anisotropes Ätzverhalten verzeichnet wird, bleibt offen, wie zu verfahren wäre, wenn ein gezielt gesteuertes anisotropes Ätzen angestrebt wird.Plasma etching processes are also known in which the Plasma is obtained from a reaction gas environment with a at least two-component reactant mixture. So describes DE-OS 27 30 156 for plasma etching of aluminum, which is known is always covered by an oxide skin, the use of inert gas diluted BCl₃ with an addition of Cl₂ to maximize the etching speed. And the US-PS 40 69 096 describes for the plasma etching of silicon the use of inert gas diluted CCl₄ also with an addition of Cl₂ and / or HCl Maximizing the etching rate (using CF₄ solely because isotropic caustic is considered to be disadvantageous). Although there is also a certain anisotropic etching behavior remains open, how to proceed if targeted anisotropic etching is sought.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Plasmaätzverfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art bereitzustellen, das gezielt ein im wesentlichen ideal anisotropes Ätzen ermöglicht, ohne daß Strahlungsschäden in Kauf zu nehmen sind.The object of the invention is therefore a plasma etching process to provide the type specified in the preamble of claim 1, that targeted an essentially ideal anisotropic etching without causing radiation damage in Purchase.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The solution according to the invention is the characteristic part of the Inferred from claim 1. Advantageous further developments are Subject of the subclaims.

Nachstehend ist das Verfahren einschließlich seiner Weiterbildungen im einzelnen beschrieben. Below is the procedure, including its training described in detail.

1. General

Das Verfahren befaßt sich mit der Herstellung von Festkörperbauelementen wie integrierten Schaltungen und diskreten Schaltungselementen, wobei im Herstellungsverlauf wenigstens ein Plasmaätzvorgang stattfindet. Erforderliche vorausgehende lithographische Schritte können durch Replizierung mit Hilfe einer diskreten Maske oder auf maskenlosem Weg, d. h. durch Direktbearbeitung, vorgenommen werden. In jedem Fall sind die zu bearbeitenden Gegenstände im relevanten Verfahrensstadium mit einer haftenden, gemusterten Resistschicht versehen, wobei das Muster erzeugt ist erstens durch aktinische Strahlung, die die Löslichkeit ändert, und zweitens durch Entwicklung in einem Lösungsmittel, um entweder die exponierten oder die nicht exponierten Bereiche, je nachdem, ob es sich um einen Positiv- oder Negativ-Resist handelt, selektiv zu entfernen. (Bei gewissen Verfahrensvarianten kann der "Resist" selber nicht durch aktinische Strahlung mit einem Muster versehen werden, sondern es wird in ihm durch Replizierung des Musters eines darüber liegenden strahlungsempfindlichen Materials erzeugt.) Die hier interessierende Bearbeitung setzt notwendigerweise selektives Plasmaätzen des blanken Substrates voraus, das unter dem gemusterten Resist gelegen ist. Betroffene Materialien - die zu ätzenden Materialien - ändern sich entsprechend dem zu bearbeitenden Gegenstand. In dem kommerziell bedeutsamen Fall der LSIC′s umfassen die derzeit betroffenen Materialien Silicium (einkristallin oder polykristallin), Siliciumoxid (dotiert oder undotiert), Siliciumnitrid (aus dem Plasma oder pyrolytisch niedergeschlagen), ebenso Resists selber (deren Entfernung beispielsweise das Abheben von darüber liegendem Material betreffen kann) usw. Je nach Technologie (Halbleiteroptik, magnetische Bauelemente usw.) können andere Materialien betroffen sein. Beispiele hierfür sind Bornitrid, weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierungen (Permalloy), substituierte Yttrium-Eisen-Granate, Lithiumniobat, Lithiumtantalat usw.The process is concerned with manufacturing of solid-state components such as integrated circuits and discrete Circuit elements, at least one in the course of manufacture Plasma etching takes place. Required previous lithographic steps can be replicated using a discrete mask or a maskless way, d. H. by Direct processing. In any case, they are objects to be processed in the relevant process stage provided with an adhesive, patterned resist layer, whereby the pattern is firstly generated by actinic radiation, that changes solubility, and secondly through development in a solvent to either the exposed or the unexposed areas, depending on whether it is a Positive or negative resist is to selectively remove. (With certain process variants, the "resist" itself not patterned by actinic radiation but it will be in it by replicating the pattern a radiation-sensitive one above The processing of interest here necessarily sets selective plasma etching of the bare substrate ahead, which is located under the patterned resist. Affected Materials - the materials to be etched - change accordingly the object to be processed. In the commercial significant case of LSIC’s include those currently affected Materials silicon (single crystal or polycrystalline), Silicon oxide (doped or undoped), silicon nitride (from plasma or pyrolytically deposited), as well as resists itself (the distance of which, for example, the lifting from above lying material), etc. Depending on the technology (Semiconductor optics, magnetic components, etc.) can do others Materials may be affected. Examples include boron nitride, soft magnetic nickel-iron alloys (permalloy), substituted Yttrium iron grenade, lithium niobate, lithium tantalate etc.

Das vorliegende Verfahren ist von grundsätzlicher Bedeutung bei der Herstellung von Bauelementen, insbesondere Schaltungen, mit feinen Details. Derzeit liegen die Entwurfsregelabstände für Silicium-LSIC′s bei etwa 4 µm. Bei der Herstellung solcher LSIC′s ist die Verwendung von Plasmaätzung üblich.The present procedure is of fundamental importance in the manufacture of components, in particular circuits, with fine details. The design control intervals are currently for Silicon LSIC's at about 4 microns. When making such LSIC's use of plasma etching is common.

Die zunehmende Miniaturisierung mit der begleitenden Abnahme der Entwurfsregelabstände auf den Mikrometer- und den Submikrometer- Bereich wird zu einer zunehmenden Anwendung des Plasmaätzens führen. Die Verringerung der Entwurfsregelabstände führt zu weiteren Anforderungen an die Ätzprofile, und zwar insbesondere hinsichtlich vertikaler Kanten mit minimalen Hinterschneidungen.The increasing miniaturization with the accompanying decrease the design control distances on the micrometer and submicron Area is becoming an increasing application of plasma etching. Reducing the design gaps leads to further demands on the Etching profiles, especially with regard to vertical Edges with minimal undercuts.

Die vorstehenden Desiderata werden erfüllt durch die Verwendung eines Reaktionsgasgemisches, aus dem im Plasma zwei Komponenten erzeugt werden, nämlich erstens eine überwiegend als Ätzmittel wirksame Komponente (Ätzkomponente) und zweitens eine Rekombinationskomponente hierfür. Die Natur der Rekombinationskomponente ist so, daß sie mit der Ätzkomponente in der Nähe der Ätzwände oder bei denselben rekombiniert. Sie ist also ein Vehikel zum Steuern des Ätzangriffgrades an den Wänden.The above desiderata are met by using a Reaction gas mixture from which in the plasma two components are generated, namely firstly predominantly as an etchant component (etching component) and second a recombination component for this. The nature of the recombination component is so that it with the etching component recombined near or at the etching walls. So it is a Vehicle to control the degree of caustic attack on the walls.

Eine bedeutsame Eigenschaft des Verfahrens beruht auf der Beobachtung, daß das am Ätzort verfügbare Angebot sowohl an Rekombinationskomponente als auch an Ätzkomponente begrenzt ist. Die Einstellung der Menge der einen gegenüber der anderen erlaubt einen Steuerungsgrad, der zu vertikalen, flachen Ätzwänden führen kann oder, wegen dieser Kontrollmöglichkeit, zu Wänden, die einen steuerbaren Hinterschneidungsgrad zeigen. Es ist unter Bedingungen, bei denen die Rekombinationskomponente gegenüber der Ätzkomponente bevorzugt wird, sogar möglich, Wände zu erzeugen, die eine "negative Hinterschneidung" aufweisen (bei denen also die geätzten Wände über den Maskenrand hinaus in den unmaskierten Bereich vorstehen).An important feature of the process is based on the observation that the range of recombination components and etching components available at the etching site is limited. The setting the amount of one versus the other allows one Degree of control leading to vertical, flat etching walls can or, because of this control option, to walls that show a controllable degree of undercut. It is under conditions where the recombination component versus the etching component is preferred, even possible to create walls, that have a "negative undercut" the etched walls beyond the mask edge in the unmasked Project area).

2. Definitions

Der besseren Erläuterung halber ist es zweckmäßig, die einzelnen Ausdrücke zu definieren, die teils bereits in Gebrauch, teils der Erfindung eigen sind.For the sake of better explanation, it is advisable for the individual To define expressions that are already in use, are part of the invention.

Plasmaätzen: Eine Ätzung, die hauptsächlich als Folge der innerhalb eines Plasmas erzeugten Bedingungen fortschreitet. Die Definition umfaßt eine Reihe Verfahren, die üblicherweise mit spezielleren Ausdrücken belegt sind, beispielsweise reaktives Ionenätzen, Zerstäubungsätzen usw. Für die vorliegenden Zwecke sind die betroffenen Verfahren jene, die bei hinreichend niedriger Leistung und hinreichend hohem Druck ablaufen derart, daß ein Materialabtrag hauptsächlich die Folge einer chemischen Reaktion an der zu ätzenden Oberfläche ist. Plasma etching: An etch that occurs mainly as a result of conditions within a plasma progresses. The definition encompasses a number of procedures, commonly are used with more specific expressions, for example reactive ion etching, sputter etching, etc. For the present Purposes are those concerned, those at sufficiently low power and pressure run in such a way that material removal is mainly the result of an chemical reaction on the surface to be etched.

Nicht betroffene Verfahren sind jene, bei denen der Materialabtrag hauptsächlich auf Impulsübertragung beruht, also auf mechanischem Wege erfolgt, wie dieses beispielsweise beim sog. Ionenstrahlen (Ion milling) der Fall ist.Procedures not affected are those where the material removal mainly relies on impulse transmission, i.e. takes place mechanically, such as this, for example, in so-called ion beams (Ion milling) is the case.

Resist: Der Ausdruck wird im Sinne seiner eigentlichen Bedeutung benutzt, d. h. für ein Material, das den Ätzmittelangriff am darunter liegenden zu ätzenden Material (Substrat) begrenzt. Entsprechend dem üblichen Gebrauch ist es nicht erforderlich, daß der Resist entweder in seiner ursprünglichen oder in seiner gemusterten Form strahlungsempfindlich sein muß. Demgemäß umfaßt der Ausdruck sowohl ein aufliegendes Material, das selber durch entsprechende Bestrahlung und nachfolgende Entwicklung gemustert werden kann, als auch aufliegendes Material, das selbst nicht strahlungsempfindlich ist, sondern nach anderen Methoden gemustert werden kann.Resist: The expression is in the sense of its actual meaning used, d. H. for a material the limits the etchant attack on the underlying material to be etched (substrate). According to normal usage, it is not necessary that the resist either in its original or in its patterned form must be sensitive to radiation. Accordingly includes the expression of both an overlying material that itself through appropriate radiation and subsequent development can be patterned, as well as overlying material that itself is not sensitive to radiation, but according to other methods can be patterned.

Reaktionsgemisch: Der Ausdruck bezieht sich auf das Reaktantengemisch wie dieses in das Plasma eingeführt wird. Es kann als ein Gasgemisch aufgefaßt werden, das die im Plasma hieraus freigesetzte aktive Ätzkomponente und Rekombinationskomponente in gebundener Form enthält. Diese beiden Komponenten werden aus neutralen (ungeladenen) Reaktanten erzeugt, die elementare zweiatomige Moleküle (z. B. Cl₂) und/oder Verbindungen (z. B. CF₃Cl, C₂F₆) umfassen. Weiterhin kann das Reaktionsgasgemisch zusätzliche Komponenten als Träger, als Verdünnungsmittel usw. enthalten.Reaction mixture: The expression refers on the reactant mixture as it is introduced into the plasma. It can be thought of as a gas mixture that contains the resulting plasma released active etching component and Contains recombination component in bound form. These two components are made up of neutral (uncharged) Generates reactants, the elementary diatomic molecules (z. B. Cl₂) and / or Compounds (e.g. CF₃Cl, C₂F₆) include. Furthermore, the reaction gas mixture additional components included as a carrier, as a diluent, etc.

Aktive Komponenten: Die unter den herrschenden Plasmabedingungen im Plasma vorhandenen beiden Komponenten, die für die beiden hauptsächlichen Funktionen verantwortlich sind, nämlich dieActive components: those present in the plasma under the prevailing plasma conditions two components that are responsible for the two main functions are responsible, namely the

- etching component, which through chemical Reaction with the surface to be etched mainly is responsible for the material removal, and the
- recombination component which the for ending the effective life of the prevailing Etching component forms responsible recombination centers, and so the etching component in the Etching walls or in the vicinity thereof deactivated (or at least significantly reduced in activity).

Ätzprofil: Die im geätzten Material erzeugte Wandkonfiguration. Im allgemeinen bezieht sich der Ausdruck auf solche Profile bei oder nach der Ätzung. Betroffene Profile sind:Etching profile: The wall configuration created in the etched material. In general, the term refers to such profiles or after the etching. Affected profiles are:

- Vertical: Essentially flat etching walls on one Level with the defining, overlying beach coincides and perpendicular to the substrate surface is oriented. Occur during some resist etching , it is desirably minimized, so that the plane is in a position that that of the beach approximates before etching;
- undercut: an etched wall, part of which generally the upper part, below the resist and behind the beach is located;
- Negative undercut: it defines during the Etching generated edge formations, wherein during the The etching progresses to a reduced level Area acts so that the ground plane of the etched area is smaller than the feature like this by the corresponding resist opening is defined.

Isotropes Ätzen: Bezieht sich auf einen beliebigen Ätzprozeß, bei dem die Ätzung in sämtlichen Richtungen (sowohl in vertikaler als auch seitlicher Richtung) mit gleicher Geschwindigkeit fortschreitet. Isotropes Ätzen führt daher zu einer Hinterschneidung, jedoch zu einer bestimmten Hinterschneidungsform derart, daß die am dichtesten bei Resist gelegene geätzte Zone um einen Betrag hinterschneidet, der etwa gleich der vertikalen Ätztiefe ist. Isotropes Ätzen ist unabhängig von einer Hinterschneidung als Folge einer Überätzung (die beispielsweise während einem anisotropen Ätzen auftritt).Isotropic etching: refers to any etching process, in which the etching in all directions (both in vertical as well as lateral direction) with the same Speed progresses. Isotropic etching therefore results to an undercut, but to a certain undercut form such that the closest to Resist undercut the etched zone by an amount that is approximately equal to the vertical etching depth. Isotropic etching is independent of an undercut as a result of one Overetching (e.g. during anisotropic etching occurs).

- Anisotropic etching: An etching that takes place depending on the direction and towards isotropic etching leads to different etching profiles. In this sense, an undercut is whether positive or negative, anisotropic as long as the etching in two directions, e.g. B. vertically and laterally, unequal progresses.
- Ideal anisotropic etching: one Etching that results in an essentially flat, vertical etching wall leads, for example, in continuation of the initial beach runs before the etching.

3. Reaction gas mixture composition

Die allgemeine Natur des Reaktionsgasgemisches ist unter dem vorstehenden Abschnitt angegeben worden. Beispielhafte Systeme beruhen generell auf einer von einem Halogen abgeleiteten aktiven Ätzkomponente, + wie sich dieses aus einer auf der Abströmseite durchgeführten massensprektroskopischen Analyse ergeben hat. The general nature of the reaction gas mixture is under the previous section. Exemplary Systems are generally based on one of a halogen derived active etching component, + how this turns out a mass spectroscopic analysis carried out on the downstream side has resulted.

Die aktive Ätzkomponente - atomares Halogen, beispielsweise atomares Chlor oder Brom - wird in gebundener Form in das Reaktionsgasgemisch eingeführt. Im Falle von atomarem Chlor als aktiver Ätzkomponente, kann die Einführung in Form von Cl₂, CF₃Cl usw. erfolgen. Die Reaktanten sind üblicherweise zur Vermeidung einer möglichen Kondensation bei Raumtemperatur oder nahe bei Raumtemperaturen gasförmig. Die Rekombinationskomponente ist, im Falle von Siliciumätzung, ein Fluorkohlenstoffrest (typsicherweise CF₃- und CF₂-Reste). Er kann im Plasma z. B. aus C₂F₆ und CF₃Cl freigesetzt werden. Für Ätzmittelsysteme und Bedingungen, die zu brauchbaren Ätzgeschwindigkeiten führen, gilt allgemein, daß die Rekombinationskomponente nicht auch als Ätzmittel nennenswert aktiv ist. Z. B. sind Fluorkohlenstoff-Reste hinsichtlich Silicium ausreichend inaktiv, ebenso auch hinsichtlich den darüber liegenden Resists.The active etching component - atomic halogen, for example atomic chlorine or bromine - is bound in introduced the reaction gas mixture. In the case of atomic chlorine as an active etching component, the introduction in the form of Cl₂, CF₃Cl etc. take place. The reactants are common to avoid possible condensation gaseous at room temperature or close to room temperature. The recombination component is, in the case of silicon etching, a fluorocarbon residue (typically CF₃ and CF₂ residues). He can in the plasma, for. B. from C₂F₆ and CF₃Cl be released. For etchant systems and conditions that are usable Etching speeds generally apply that the recombination component is not also an etchant is significantly active. For example, fluorocarbon residues are considered Silicon sufficiently inactive, also with regard to the resists above.

Die relativen Anteile der beiden aktiven Komponenten werden so bestimmt, daß sie zum gewünschten Ätzprofil führen. Die betroffenen Bedingungen, die nachstehend noch im einzelnen erörtert werden, sind das Resistrandoberflächengebiet und andere Bedingungen, die für die Konzentrationen von Rekombinationskomponente und Ätzkomponente bestimmend sind. Diese sind hauptsächlich durch die Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches selber bestimmt, werden aber auch durch andere Parameter wie Leistungsdichte im Plasma, Druck usw. beeinflußt. Im eingeführten Reaktionsgasgemisch überwiegt die (gebundene) Rekombinationskomponente die (gebundene) Ätzkomponente um einen Faktor 2 oder mehr für ideal anisotropes Ätzen (die angegebenen Verhältnisse sind generell Molenverhältnisse). Demgemäß ist CF₃Cl allein, das als eine 1 : 1 Molenmischung von Rekombinationskomponente und Ätzkomponente aufgefaßt werden kann, dann nicht geeignet, wenn ideal anisotrope Ätzung angestrebt wird. Hierfür fällt die aktive Ätzkomponente (atomares Cl) aus dieser 1 : 1-Mischung in zu hoher Konzentration an und führt demgemäß zu einem großen Hinterschneidungsgrad.The relative proportions of the two active components are so determines that they lead to the desired etching profile. The affected conditions, discussed in more detail below are the beach surface area and others Conditions necessary for the concentrations of recombination component and Are decisive for the etching component. These are mainly due to the composition of the reaction gas mixture self-determined, but are also determined by others Influenced parameters such as power density in plasma, pressure, etc. The (bound) recombination component predominates in the introduced reaction gas mixture the (bound) etching component by one Factor 2 or more for ideal anisotropic etching (the specified Ratios are generally mole ratios). Accordingly CF₃Cl alone is that as a 1: 1 mole mixture of recombination component and etching component can be understood, then not suitable if ideal anisotropic etching is desired. For this falls active etching component (atomic Cl) from this 1: 1 mixture in too high a concentration and accordingly leads to a large degree of undercut.

Das vorliegende Verfahren erlaubt Flexibilität im Zuschneidern des jeweils gewünschten Profils, was durch eine entsprechende Wahl des Komponentenverhältnisses geschieht. Z. B. kann CF₃Cl zusammen mit C₂F₆ eingeführt werden, um ein Ätzprofil zu erhalten, das sich für Herstellungszwecke generell eignet. Das als Beispiel genannte System C₂F₆-Cl₂ ergibt mit 5 bis 14 Volumenprozent Cl₂ ein vernünftig schnelles Ätzen, und führt (unter den anderen hier beschriebenen Bedingungen) zu Profilen, die entweder ideal anisotrop oder anderweitig für angestrebte typische Schaltungsmerkmalabstände geeignet sind. Während die wirksamen Reaktionspartner komplexer sein können, ist es zweckmäßig, sie anhand der vorherrschenden Ätzkomponente Cl und Rekombinationskomponente CF₃ zu betrachten. Dann führt unter der Annahme einer proportionalen Plasmaaktivierung ein Formeleinheitverhältnis von 2 bis 14% sowohl zu einem wirksamen Ätzen als auch zu idealer oder wenigstens für die meisten Fälle ausreichender Anisotropie. Im Hinblick auf den Umstand, daß die Selektivität (z. B. für Silicium gegenüber SiO₂) mit zunehmend eingeführtem Cl₂ zunimmt, kann ein brauchbares Verhältnis die angegebenen 14% überschreiten und einen Wert von bis zu 90% oder sogar noch mehr annehmen, wenn der Abstand ausreichend ist, so daß das resultierende Hinterschneiden toleriert werden kann.The present method allows flexibility in tailoring of the desired profile, which is due to an appropriate choice of the component ratio happens. For example, CF₃Cl together with C₂F₆ are introduced to obtain an etching profile, which is generally suitable for manufacturing purposes. That as Example system C₂F₆-Cl₂ gives 5 to 14 volume percent Cl₂ a reasonably quick etch, and leads (under the other conditions described here) to profiles that either ideally anisotropic or otherwise for targeted typical circuit feature distances are suitable. While the effective reactants can be more complex, it is appropriate to use them the predominant etching component Cl and to consider recombination component CF₃. Then assuming a proportional leads Plasma activation has a formula unit ratio of 2 up to 14% for both effective etching and ideal or at least sufficient anisotropy in most cases. In view of the fact that the selectivity (e.g. for silicon versus SiO₂) with increasingly introduced Cl₂ increases, a usable ratio given Exceed 14% and a value of up to 90% or even accept even more if the distance is sufficient so that the resulting undercut can be tolerated.

Ein weiteres beispielsweise benutztes System ist das verwandte Halogensystem, das auf der Einführung von kombiniertem Brom beruht. Verhältnisbereiche für dieses System sind ähnlich den für das analoge Chlorsystem angegebenen. Another system used, for example, is the related one Halogen system based on the introduction of combined bromine is based. Ratio ranges for this system are similar to that specified for the analog chlorine system.

Da es sich bei den eingesetzten Reaktanten, an die die beiden aktiven Komponenten gebunden sind, um eine (gasförmige) Mischung handelt, ist durch Änderung der Mischung eine Änderung des Verhältnisses der beiden aktiven Komponenten möglich. Diese Flexibilität ist hoch bedeutsam; denn sie ermöglicht Ätzprofile mit senkrechten Wänden (ideal anisotrope Ätzung) oder mit Wänden einer anderen gewünschten Steigung in einem breiten Bereich von Plasmaerzeugungsbedingungen, speziell bei hinreichend hohem Druck und niedriger Leistungsdichte, wo einer Impulsübertragung zuzuschreibende Strahlungsschäden minimiert sind.Since it is the reactants used to which the two active Components are bound to is a (gaseous) mixture, is changing the ratio of the two by changing the mixture active components possible. This flexibility is very important; because it enables etching profiles with vertical walls (ideal anisotropic etching) or with walls of another desired slope in a wide range of plasma generation conditions, specifically at sufficiently high pressure and low power density, where radiation damage attributable to impulse transmission are minimized.

Falls gewünscht, können die beiden aktiven Komponenten auch in einer einzigen chemischen Verbindung kombiniert sein, was zu einem fixierten Verhältnis von Ätz- zu Rekombinationskomponente führt. Ein typsiches Beispiel hierfür ist CF₃Cl, das aber, wie erwähnt, wegen seines zu hohen Ätzkomponenten-Anteils im Molekül, bei alleinigen Einsatz generell zu einem hohen Hinterschneidungsgrad führt. Andererseits können verschiedene andere solcher Verbindungen von Ätz- und Rekombinationskomponenten von Haus aus für ein geeignetes Verhältnis sorgen, das zu brauchbarer Anisotropie führt. (Ein offensichtliches Beispiel hierfür wäre C₂F₅Cl, da in diesem Molekül die Rekombinationskomponente (CF₃- und CF₂-Reste) die Ätzkomponente (Cl) um den Faktor 2 überwiegt.) Im übrigen gilt generell auch, daß brauchbare Profile nur dann erreicht werden, wenn die Ätzgeschwindigkeit unter den üblicherweise bevorzugten Ätzbedingungen vergleichsweise niedrig ist; und sie wird niedrig, wenn der Rekombinationskomponenten- Überschuß gegenüber der Ätzkomponente entsprechend eingestellt wird.If desired, can use the two active components also combined in a single chemical compound be, which leads to a fixed ratio of etching to recombination component. A typical example of this is CF₃Cl, but, as mentioned, because of its too high proportion of etching components in the molecule sole use in general leads to a high degree of undercut. On the other hand, various other such Connections of etching and recombination components from the start provide a suitable ratio to the usable anisotropy leads. (An obvious example of this would be C₂F₅Cl, since in this Molecule the recombination component (CF₃ and CF₂ residues) Etching component (Cl) predominates by a factor of 2.) For the rest, it also generally applies that usable profiles can only be achieved if the etching speed is below comparatively the usually preferred etching conditions is low; and it goes low when the recombination component Excess compared to the etching component set accordingly becomes.

4. Effective recombination component

Eine ausgedehnte Versuchsreihe zeigt, daß die Profilkontrolle von folgenden Faktoren abhängt.An extensive series of tests shows that the profile control depends on the following factors.

a) the physical state of the resist beach surface (or more generally including the entire edge surface the exposed material as the etching progresses)
(b) the chemical nature of the surface and
c) the nature of those generated by the plasma Components like this get close to the wall.

Die Anzahl wirksamer Rekombinationszentren ist endlich; ein erklärbarer Schluß anhand der Sättigung oder Nahezu-Sättigung verfügbarer Reaktionsstellen auf dem Resistteil der Wandoberfläche. Eine Änderung der Oberflächenglätte führt zu der erwarteten Notwendigkeit einer entsprechenden Änderung in der vorherrschenden Ätzkomponente, was die Sättigungsannahme bestätigt.The number of effective recombination centers is finite; an explainable conclusion based on saturation or near-saturation of available reaction sites on the Resist part of the wall surface. A change in surface smoothness leads to the expected need for a corresponding Change in the predominant etching component what the saturation assumption is confirmed.

Die große Vielfalt in der chemischen und physikalischen Natur der zahlreichen Resistmaterialien, die sich als wirksam für die Bereitstellung von Rekombinationsstellen erwiesen haben, führt zu der wiederum mit den bisherigen Ergebnissen verträglichen Schlußfolgerung, daß jede organische Zusammensetzung, die sich als ein Resist eignet, benutzt werden kann (jedes Polymer auf Kohlenwasserstoffbasis liefert eine Oberfläche für Rekombination, muß aber in der Plasmaumgebung vernünftig stabil sein, um als Resist dienen zu können). Durchgeführte Versuche umfassen Novolacs mit verschiedensten Molekulargewichten und Zusammensetzungen sowie mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden. Zahlreiche andere Resists - sowohl Negativ- als auch Positivresists - wurden als genauso wirksam befunden wie die zumeist benutzten Novolac-Positivresists. Änderungen in der Oberflächenglätte rührten u. a. von unterschiedlichem Ausheizen vor der Ätzung ebenso von unterschiedlichen Resist-definierenden Ätzmitteln her. The great variety in chemical and physical Nature of the numerous resist materials that have proven to be effective proven for the provision of recombination sites have, which in turn leads to the previous results acceptable conclusion that any organic Composition suitable as a resist can be used can (any hydrocarbon-based polymer provides a surface for recombination, but must be in the plasma environment reasonably stable to be able to serve as a resist). Experiments carried out include Novolacs with various Molecular weights and compositions as well as with different Networking degrees. Numerous other resists - both negative and positive resists - were considered the same found to be effective like the mostly used Novolac positive resists. Changes in surface smoothness may a. of different Bake out before etching also from different Resist-defining etchants.

Andere Versuchsdaten stützen die konkurrierenden Rekombinations- Ätz-Reaktionen in der Nähe der Wand. Beispielsweise ermöglichen Rekombinationskomponenten im bedeutsamer Resist-Ätzaktivität wenig Profilkontrolle, obgleich sie von Hause aus für eine kurzlebige Ätzkomponente sorgen. Während die Rekombinationskomponente als innerhalb des Plasmavolumens existierend aufgefaßt werden kann kommt es für die Aktivität an der Wand auf die hier vorhandenen Rekombinationskomponente an. Aus Versuchsergebnissen ist es klar, daß die Rekombinationskomponente an der Resistoberfläche wenigstens anfänglich das Ätzprofil des zu ätzenden Materials beeinflußt. Eine Regel, die notwendigerweise die Ergebnisse des vorliegenden Verfahrens liefert, ist anhand des Resist/Rekombinationskomponenten-Paares definiert, vorausgesetzt nur, daß die Rekombinationskomponente nicht von anderem Oberflächenmaterial auf der Wand verbraucht wird. Demgemäß beeinträchtigt, während eine Profilkontrolle unabhängig von der Ätztiefe bei Silicium (für den nominellen CF₃-Rekombinationspartner) beibehalten wird, eine Zwischenschicht aus SiO₂ die Profilkontrolle. Dieses wird durch das bekannte Reaktionsvermögen von CF₃ mit SiO₂ bestätigt. Other experimental data support the competing recombination Etching reactions near the wall. For example enable recombination components in the more significant Resist etch activity has little profile control, although it does ensure a short-lived etching component from home. While the recombination component can be thought of as existing within the plasma volume the activity on the wall depends on the existing ones Recombination component. From test results it is clear, that the recombination component at least initially on the resist surface Etching profile of the material to be etched influenced. A rule that necessarily results of the present method is based on the Resist / recombination component pair defined, provided only that the recombination component is not of any other surface material is consumed on the wall. Accordingly impaired while a profile check regardless of the Etching depth for silicon (for the nominal CF₃ recombination partner) is maintained, an intermediate layer made of SiO₂ Profile control. This is due to the known reactivity confirmed by CF₃ with SiO₂.

5. Effective etchant component

Vereinfacht gesprochen beruht das vorliegende Verfahren auf einer Konkurrenz zwischen Ätzen und Rekombination. Das Ätzmittel ist nur an Hand seines Anteils relativ zum Rekombinationspartner richtig zu würdigen, ein Parameter, der, wie erwähnt, innig mit einer Reihe Faktoren wie die Resistoberfläche verknüpft ist. Unter der Annahme, daß die Resistwandoberfläche bezüglich der Rekombinationskomponente nahezu gesättigt ist, ist es vernünftig, den Pegel der Rekombinationskomponente als fixiert zu betrachten und die wirksame Konzentration des Ätzmittels zu ändern. Die Bedingungen für ideal anisotropes Ätzen legen den für hohe Schaltungsdichte höchst wünschenswerten Ausgleich zwischen Ätzen und Rekombination fest. Abweichungen in Richtung zunehmender Ätzkomponenten-Anteile führen zu Hinterschneidungen; Abweichungen in Richtung weniger Ätzkomponenten-Anteile können zu negativen Hinterschneidungen führen (je nach der Ätzaktivität der Rekombinationskomponente oder der anderen vorhandenen Komponenten). Im Falle von Ätzkomponenten, die eine nennenswerte Selektivität hinsichtlich des zu ätzenden Materials gegenüber dem darunter liegenden Material haben, können unerwünschte negative Hinterschneidungen durch ausreichend langes Ätzen nach dem Durchätzen korrigiert werden. Put simply, the present method is based on a competition between etching and recombination. The etchant is only relative to the amount Recognizing recombination partners correctly, a parameter which, as mentioned, intimately with a number of factors like that Resist surface is linked. Assuming that the Resist wall surface almost saturated with respect to the recombination component it is reasonable to consider the level of the recombination component as fixed and the effective concentration of the etchant to change. The conditions for ideal anisotropic etching lay that for high Circuit density highly desirable balance between etching and recombination. Deviations in the direction of increasing amounts of etching components lead to undercuts; Deviations in the direction of fewer etching component parts can lead to negative ones Make undercuts (depending on the etching activity of the Recombination component or other existing components). In the case of etching components that have a significant selectivity in terms of the material to be etched compared to the one below lying material can be undesirable negative undercuts due to sufficiently long etching be corrected after the etching through.

6. Process conditions

Für den einschlägigen Fachmann ist die vorliegende Lehre anhand der Beobachtung ausreichend ausgedrückt, daß eine Änderung des Ätzkomponenten/Rekombinationskomponenten-Verhältnisses zu einer Profilkontrolle führt. Das Ziel des Verfahrens ist erhöhte Anisotropie, die mit vernünftigen Ätzgeschwindigkeiten und anderen gewünschten Ätzbedingungen verträglich ist. Die genaue Spezifizierung für den Produktionsfall kann anhand von Versuchsläufen bestimmt werden, in denen die verschiedenen Parameter geändert werden.The present teaching is for the relevant specialist based on the observation that a Change in the etching component / recombination component ratio leads to a profile check. The goal of the process is increased anisotropy with reasonable etch rates and other desired etching conditions. The exact specification for the production case can be based on be determined by trial runs in which the different Parameters are changed.

Zu Erläuterungszwecken ist es zweckmäßig, die Plasmaätzbedingungen kurz zu beschreiben, wie diese normalerweise benutzt werden. Aus zahlreichen Gründen haben sich Parallel-Platten-Reaktoren durchgesetzt. Sie umfassen Plattenpaare in einer geeigneten Vakuumkammer. Energie, üblicherweise im Hochfrequenzbereich (beispielsweise 13,56 mHz), wird der angesteuerten Platte zur Einleitung und Aufrechterhaltung einer Gasentladung zwischen den Platten zugeführt, wobei die nicht angesteuerte Platte normalerweise auf Erdpotential gelegt wird. Es hat sich gezeigt, daß "Plasmaätzen", wie es hier betroffen ist, verschiedene Verfahren, die üblicherweise anderweitig bezeichnet werden, umfassen kann. Das einzige Erfordernis für die vorliegenden Zwecke ist die hauptsächliche Materialentfernung von der zu ätzenden Oberfläche durch chemische Reaktion, und nicht durch Impulsaustausch, mit vom Plasma freigesetzten aktiven Ätzkomponenten. Z. B. wird bei dem üblicherweise als reaktives Ionenätzen bekannten Verfahren die angesteuerte Elektrode wesentlich kleiner als die Gegenelektrode gemacht und das zu ätzende Material wird auf der angesteuerten Elektrode angeordnet. Bei dem normalerweise als Plasmaätzung bezeichneten Verfahren sind die Elektroden stärker symmetrisch und wird das zu ätzende Material auf der nicht angesteuerten Elektrode angeordnet. Solche Apparaturänderungen, ebenso auch Änderungen der Bedingungen wie Energie, Druck usw., qualifizieren sich auch für das vorliegende Verfahren, vorausgesetzt, daß die Grundforderung, hauptsächliche Entfernung durch chemische Reaktion, erfüllt ist. For explanatory purposes, it is appropriate to consider the plasma etching conditions briefly describe how this normally to be used. For many reasons have parallel plate reactors enforced. They include plate pairs in a suitable vacuum chamber. Energy, usually in High frequency range (for example, 13.56 mHz), is the driven Plate for initiating and maintaining a gas discharge fed between the plates, the not controlled plate normally connected to earth potential becomes. It has been shown to be "plasma etching" as is affected here is, different procedures that are usually otherwise can be referred to. The only requirement for the present purposes, the main material removal from the surface to be etched by chemical reaction, and not by impulse exchange, with active ones released by the plasma Etching components. For example, it is commonly known as reactive ion etching Process the driven electrode much smaller made as the counter electrode and the material to be etched is placed on the driven electrode. Usually with that processes called plasma etching are Electrodes more symmetrical and becomes the material to be etched arranged on the uncontrolled electrode. Such equipment changes, as well as changes in conditions such as Energy, pressure, etc., also qualify for the present Procedure, provided that the basic requirement, main Removal by chemical reaction.

Der Steuerung unterliegende Parameter sind in diesen Reaktoren folgende: Reaktionsgaszusammensetzung, Druck, Einlaß-Durchsatz, Leistung, Abstand zwischen den Elektroden und Substrattemperatur. Typische Bereiche für diese Parameter sind:Control parameters are in these reactors following: reaction gas composition, pressure, inlet flow rate, Power, distance between electrodes and substrate temperature. Typical areas for these parameters are:

Druck: 1,33×10^-3 - 2,67 Millibar;
Durchsatz: 10-500 Standard cm³/Min;
Leistung: 100-3000 Watt;
Elektrodenabstand: 5-50 mm;
Elektrodendurchmesser: 40,2 cm;
Elektroden-Substrat-Temperatur: 25-250°C.Pressure: 1.33 x 10 ^-3 - 2.67 millibars;
Flow: 10-500 standard cm³ / min;
Power: 100-3000 watts;
Electrode distance: 5-50 mm;
Electrode diameter: 40.2 cm;
Electrode-substrate temperature: 25-250 ° C.

Nachstehend werden Plasmaätzbedingungen, die als für den bevorzugten Anwendungsfall repräsentativ betrachtet werden, im einzelnen erörtert.Below are plasma etching conditions that are considered preferred Use case are considered representative, in detail discussed.

Bei den Reaktorentwürfen ist es wesentlich, daß das vorliegende Verfahren die gewünschten Profile bei Plasmadrücken in der Größenordnung von 0,13 Millibar liefert. Dieses ist im Widerspruch zu vielen bekannten Verfahren, bei denen ideal anisotropes Ätzen nur bei niedrigerem Druck (via Impulsaustausch) erhalten werden konnte. Dieser Druckwert ist die ungefähre Grenze zwischen viskosem Fluß (bei höheren Drücken) und nicht viskosem atomarem, ionischem oder molekularem Fluß bei niedrigeren Drücken. Viskoser Fluß bezeichnet den Zustand, unter dem Stöße innerhalb des Plasmas wahrscheinlicher sind als Stöße zwischen dem Plasma und einer festen Oberfläche. Er bezeichnet demgemäß für typische Plasmaleistungsdichten die Schwellenwertbedingung, unterhalb der wesentliche Strahlungsschäden auftreten können.In the reactor designs, it is essential that the present Process the desired profiles for plasma pressures in the Of the order of 0.13 millibars. This is contrary to many known methods, where ideal anisotropic etching only at lower pressure (via pulse exchange) could be obtained. This pressure value is the approximate Boundary between viscous flow (at higher pressures) and non-viscous atomic, ionic or molecular flow at lower pressures. Viscous flow denotes the state more likely under the bumps within the plasma are as collisions between the plasma and a solid surface. It accordingly designates for typical plasma power densities the threshold condition, below the essential radiation damage may occur.

Plasmaleistungsdichten von mehreren Watt pro cm³ sind verfügbar. Leistungsdichten wesentlich oberhalb 1 Watt/cm³ verursachen Ungleichförmigkeitsprobleme, und die Plasmastabilität ist bei Drücken in der Größenordnung von 1,33 Millibar und darüber aufrecht zu erhalten.Plasma power densities of several watts per cm³ are available. Power densities significantly above 1 watt / cm³ cause non-uniformity problems, and the plasma stability is at pressures in the order of 1.33 millibars and maintain about it.

Ein dritter Parameter, der mit den ersten beiden (Plasmadruck und Leistung) verknüpft ist, ist die Ätzgeschwindigkeit. Vom kommerziellen Standpunkt aus ist dieses ein bedeutsamer Faktor, weil er den Durchsatz bestimmt. Er ist auch bedeutsam dahin gehend, daß niedrigere Ätzgeschwindigkeiten notwendigerweise längere Resist-Expositionen bedingen. Je nach der Dicke der zu ätzenden Schicht kann die Resist-Erosion, die normalerweise einen bedeutsamen Wert annimmt, der begrenzende Faktor werden. Für viele lithographische Verfahren überschreiten praktikable Resistdicken die zu definierende mittlere Dimension nicht stark. Es ist vernünftig, einen Mindestwert für die Ätzgeschwindigkeit bei 30 nm/Min, vorzugsweise bei 50 nm pro Minute festzusetzen. Ätzmitteldiskrimination, wie diese zwischen üblichen zu ätzenden Materialien und den dauerhafteren polymeren Resists vorhanden ist, reicht im allgemeinen aus, einen wirksamen Bruchteil des Resists bei derartigen Ätzgeschwindigkeiten beizubehalten. Für relativ dicke zu ätzende Schichten - Schichten in der Größenordnung µm - geben die obigen Erwägungen Anlaß zu einer Präferenz von Ätzgeschwindigkeiten, die wesentlich oberhalb 50 nm pro Minute liegen.A third parameter that matches the first two (plasma pressure and power) is the etching rate. From from a commercial point of view this is a significant factor because it determines throughput. He's also significant in that lower etch rates necessarily require longer resist exposures. Depending on The thickness of the layer to be etched can cause resist erosion usually takes on a significant value, the limiting one Become a factor. Exceed for many lithographic processes practicable resist thicknesses the mean to be defined Dimension not strong. It is reasonable to set a minimum for the etching rate at 30 nm / min, preferably set at 50 nm per minute. Etchant discrimination, like this between common materials to be etched and the more permanent polymeric resists is generally sufficient an effective fraction of the resist in such Maintain etch rates. For relatively thick ones Layers to be etched - layers in the order of µm - the above considerations give rise to a preference for etch rates, which are well above 50 nm per minute lie.

7. Examples

Die nachstehenden Beispiele sind in tabellarischer Form wiedergegeben. Das vorliegende Verfahren wird am besten anhand der Änderung des Verhältnisses von Ätzkomponente zu Rekombinationskomponente- Spezies beschrieben. Demgemäß sind die in der Tabelle angeführten Beispiele alle in derselben Apparatur unter im wesentlichen identischen Bedingungen durchgeführt worden, wobei lediglich das erwähnte Verhältnis variiert worden ist. The following examples are in tabular form reproduced. The present procedure is best illustrated the change in the ratio of Etching component to recombination component Species described. Accordingly, those listed in the table Examples all in the same apparatus under essentially identical conditions have been carried out, whereby only the ratio mentioned has been varied.

Das zu ätzende Material war Polysilicium (= polykristallines Silicium) das mit Phosphor auf einen spezifischen Widerstand von 5×10^-3 Ohm-cm dotiert war. Der Rest war in jedem Falle derselbe und zwar ein chinondiazid-sensibilisierter, positiv arbeitender Novolac. Die Resultate sind, wie angegeben, durch viele andere Systeme einschließlich einer großen Vielfalt anderer Resistsysteme bestätigt worden.The material to be etched was polysilicon (= polycrystalline silicon) which was doped with phosphorus to a specific resistance of 5 × 10 ^-3 ohm-cm. The rest was the same in every case, a quinonediazide-sensitized, positive working Novolac. The results, as indicated, have been confirmed by many other systems including a wide variety of other resist systems.

Das bei jedem Beispiel benutzte System beruht auf der Einführung von C₂F₆-Cl₂. Es ist besonders brauchbar dahingehend, daß das Reaktionsgas eine einfache, zweikomponentige Gasmischung ist, wobei der eine Reaktant die Rekombinationskomponente und der andere Reaktant die Ätzkomponente liefert. Ähnliche Resultate können beispielsweise mit CF₃Cl + C₂F₆ erreicht werden, die Beziehung zwischen den Reaktanten und den daraus freigesetzten Rekombinations- und Ätzkomponenten ist aber weniger direkt.The one used in each example System is based on the introduction of C₂F₆-Cl₂. It is particularly useful in that the reaction gas is a simple, two-component gas mixture, the a reactant is the recombination component and the other reactant is the etch component delivers. Similar results can be obtained with, for example CF₃Cl + C₂F₆ can be achieved, the relationship between the reactants and the recombination and etching components released from it is less direct.

Die übrigen Bedingungen für jedes dieser Beispiele waren 400 Watt Plasmaleistung, 0,47 Millibar, 30 mm Elektrodenabstand, 25°C Plattentemperatur (Temperatur der unteren, geerdeten Elektrode diente dabei als Auflage für den zu ätzenden Gegenstand), 175 Standard- cm³ pro Minute Durchsatz ("standardisiert" bei 25°C). The remaining conditions for each of these examples were 400 watt plasma power, 0.47 millibars, 30 mm electrode spacing, 25 ° C. plate temperature (temperature of the lower, grounded electrode served as a support for the object to be etched), 175 standard cm 3 per minute throughput ("standardized" at 25 ° C).

Zusätzlich zu den in der Tabelle angegebenen Beispielen sind weitere Versuche unter denselben Bedingungen aber mit noch höherem Chlorgehalt durchgeführt worden. Der Trend setzt sich fort, und die Ätzung war bis 90% Cl₂ ebenfalls isotrop, wobei sich Ätzgeschwindigkeit und Selektivität erhöhten.In addition to the examples given in the table further attempts under the same conditions with yet higher chlorine content. The trend continues continued, and the etching was also isotropic to 90% Cl₂, the etching rate and selectivity increased.

Zahlreiche Versuche mit anderen Systemen zeigten ähnliche Wirkungen, insbesondere den selben allgemeinen Profil-Trend bei einer Änderung des Verhältnisses von Ätzkomponente zu Rekombinationskomponente.Numerous experiments with other systems showed similar effects, especially the same general profile trend when the ratio of the etching component changes to Recombination component.

Claims

1. A method for producing a solid-state component, in particular a semiconductor component, in the course of which selected parts of a surface are subjected to dry etching using an etching mask made of resist material, a reaction gas mixture being converted into a plasma in an electric field and thereby an active etching component, which, under the prevailing plasma conditions, the material removal is mainly caused by a chemical reaction, released, characterized in that

in addition to the supplier for the active etching component released in the plasma, the reaction mixture also contains a supplier for a recombination component also released in the plasma, which is capable of recombining with the active etching component in the vicinity of the resist openings,
- In the reaction gas mixture, the reaction component bound in their supplier is present in an excess over the etching component bound in their supplier, and
- This excess is selected by a suitable choice of the concentration of the components of the reaction gas mixture concerned so that an essentially anisotropic etching is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the reaction gas mixture that bound in your supplier Recombination components compared to those in your supplier bound etching component in a molar excess of factor 2 or more is present.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure of at least about 0.13 mbar in the reaction gas mixture is maintained.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the plasma with a power density of up to about 3 watts / cm³, preferably up to 1 watt / cm³.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an organic polymeric material layer as a resist layer is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that for a surface to be structured from silicon in the plasma

- A halogen carbon residue as a recombination component and
- Another halogen in atomic form can be generated as an etching component.

7. The method according to claim 6, characterized in that a fluorocarbon residue for the halocarbon residue and intended for the further atomic halogen chlorine will.

8. The method according to claim 7, characterized in that the fluorocarbon residue and the atomic chlorine in the plasma from a reaction gas mixture, the C₂F₆ together with Cl₂ and / or contains CF₃Cl, are generated.

9. The method according to claim 8, characterized in that the content of atomic chlorine between 5 and 14 percent by volume based on a total atomic content of Cl and C is set.

10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that Bromine instead of chlorine is used for the further atomic halogen becomes.